金属材料-2023年高考化学考试与解析

易错点8金属材料

易错题【01】两性氢氧化物一

(1)“两性是指既具有酸性氧化物性质(能与碱反应生成盐和水)，又具有具有碱性氧化物

的性质(能与酸反应生成盐和水)。

(2)分离提纯含铝物质：利用AkAl2O3,AI(OH)3可溶于强碱的特性，可除去许多物质中

的含铝杂质(括号内为杂质)：Mg(AI):加足量NaOH溶液；Fe2O3(AI2O3):加足量NaOH

2++

溶液；Mg(OH)2[Al(OH)3]:加足量Nae)H溶液。Mg(AP):加过量NaOH溶液，过滤，再

加酸充分溶解。

(3)由铝土矿(主要成分是Abo3,含SiO2、Fe2O3,MgO等杂质)提取ALCh,并冶炼金属

铝的两种工艺流程:

加过Ift沉淀ZCJ

加过股•(沉淀［Fd>H),.

ViHCOl

Mg(<)H>J溶液

滤液(ΛP∖

过流q滤液(WAKh)卜蠡一1(AMF)I)

∏X½［长化铝)<5电¾W>,雷⅞

(F∙j<K,MIto),、tail#~~TΛ~

滤液、联」画∏<

过渔

(Al<)；、SiOoJ过泌、沉淀(H&OJ)H'%CI溶液)

易错题【02】从海水中提取镁

(1)工艺流程

(2)基本步骤及主要反应

制石灰乳

CaCO3=≡≡=CaO+CO2t，CaO+H2O=Ca(OH)2

2+2+

沉淀Mg+Ca(OH)2=Mg(OH)2+Ca

酸化Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O

-痴由IMi.的水__________________________________________

蒸发浓缩、冷却结晶,析出MgCl2∙6H2O

脱水飞氯化氢气流中使MgCl2∙6Hq脱水制得无水氯化镁

电解电解熔融氯化镁制得镁

易错题【03】常见金属的冶炼方法

金属活动

KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu

性顺序

自然界少量部?离态，

化合态（Fe有陨铁）游离态

中存在主要4:合态

冶炼方法电解法热还原法（H除外）热分解法s⅛

工业上通常利用CO还原氧化铁的方法来炼铁，采用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝，采用电

解熔融氯化镁的方法冶炼镁。

易错题［04］金属及其化合物的流程题的突破方法

从题干中获取有用信息，明确“简易工艺流程

第一步I~中制备的金属及其化合物的性质，确定制备的

1主要物质中混有的杂质

第二步→分析在制备过程中所需的原料及所含杂质，确定制

备金属及其化合物的反应原理及杂质的影响

分析流程中的每个步骤，了解反应物及发生的反应,

第一步考虑对产品所起的作用。解题的关键点：一切反应

或操作都是为了获得产品，提高产品的纯度

典例分析

例1、某小组探究CU与HNo3反应，发现有趣的现象。室温下，溶液A遇铜片立即产生气

泡，而相同条件下3moH∕∣稀硝酸（溶液B）遇铜片短时间内无明显变化，一段时间后才有少

量气泡产生。

ɑl∣ZOgmoH

（1）铜与稀硝酸反应的化学方程式：。

（2）分析溶液A的成分后，同学们探究溶液A与铜片能够立即发生反应的原因。

①假设1：对该反应有催化作用。

实验验证：向B中加入少量硝酸铜，溶液呈浅蓝色，放入铜片，没有明显变化。

结论：假设I不成立。

②假设2：NCh对该反应有催化作用。

方案1：向放有铜片的B中通入少量NO?,铜片表面立即产生气泡，反应持续进行。有同学

认为应补充对比实验：向放有铜片的B中加入数滴5moH∕硝酸，无明显变化。补充该实验

的目的是。

方案2：向A中鼓入N?数分钟得溶液C。相同条件下，铜片与A、B、C溶液的反应速率：

v(A)>v(C)>v(B)o该实验能够证明假设2成立的理由是。

③经检验，A溶液中还含有少量HNo2。实验证明HNo2也对该反应有催化作用，操作和现

象是：向含有铜片的B溶液中。

结论：NO2和HNO2对铜与硝酸的反应都有催化作用。

(3)请推测Cu与稀硝酸反应中No2和HNO2参与的可能催化过程：

+2+

φCu+2NO2+2H=Cu+2HNO2

②。

③。

【答案】(I)3Cu+8HNO.M稀)=3CU(No3)2+2No↑+4H2θ

(2)①CM+

②排除通NCh带来的硝酸浓度增大的影响；鼓入N2可以带走溶液中的NCh,因此三份溶液

中NO?的浓度A>C>B,反应速率随NCh浓度降低而减慢，说明NCh对该反应有催化作用

③加入少量的NaNo2,B中铜片上立即生成气泡，反应持续进行

+

(3)(g)NO^+HNO2+H≈2NO2+H2O

+2+

③2HNO2=NO+NO2+H2O(或CU+2HNO2+2H=CU+2NO+2H2O等)

【解析】(1)铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应的化学方程式为

3Cu+8HNCh(稀)=3CU(No3)2+2NOT+4H2θ,故答案为：

3Cu+8HNCh(稀)=3CU(No3)2+2NOT+4比0；

(2)①由实验设计和实验结论可知，假设1为铜离子对铜与硝酸的反应有催化作用，故答

案为：Cu2+;

②由假设2可知，方案1设计的目的是通过向含有铜片的B溶液中通入二氧化氮，反应速

率明显加快，而含有铜片的B溶液中滴入稀硝酸，反应无明显变化证明二氧化氮与水反应

生成生成硝酸，硝酸浓度增大对铜与硝酸的反应速率加快无影响；方案2设计的目的是通过

向含有铜片的A溶液中通入氮气排出溶液中的二氧化氮，降低溶液中二氧化氮的浓度得到

溶液中二氧化氮浓度大的A、二氧化氮浓度小的C和没有二氧化氮的B三组对比实验，由

反应速率V(A)>v(C)>v(B)证明二氧化氮的浓度越大，对铜与硝酸的反应催化效果越好，从

而说明二氧化氮对铜与硝酸的反应有催化作用，故答案为：排除通NCh带来的硝酸浓度增

大的影响；鼓入N2可以带走溶液中的N02,因此三份溶液中NCh的浓度A>C>B,反应速

率随NO2浓度降低而减慢，说明NCh对该反应有催化作用；

③由实验目的可知，向含有铜片的B溶液中加入亚硝酸钠后，亚硝酸钠与溶液中的硝酸反

应生成亚硝酸，亚硝酸浓度增大，若铜片上立即生成气泡，反应持续进行证明亚硝酸对铜与

硝酸的反应有催化作用，故答案为：加入少量的NaNo2,B中铜片上立即生成气泡，反应

持续进行；

(3)由铜与稀硝酸反应的方程式和反应①可知，若二氧化氮和亚硝酸参与反应，反应②和

③中硝酸和亚硝酸应是反应的反应物，一氧化氮和二氧化氮是反应的生成物，则反应②可能

为硝酸与亚硝酸反应生成二氧化氮和水，反应③可能为亚硝酸分解生成一氧化氮、二氧化氮

和水或铜与硝酸、亚硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应的离子方程式为NO；

++2+

+HNO2+H=2NO2+H2Oʌ2HNO2=NO+NCh+H2O(或CU+2HNO2+2H=CU+2NO+2H2O等)，

故答案为：NO；+HNO2+H+=2NO2+H2O;2HNO2=NO+NO2+H2O(或

+2+

CU+2HNO2+2H=CU+2NO+2H2O等)。

例2、我国C919大飞机制造过程中用到的某些新型材料是以氯化亚铜作催化剂制备的。

氯化亚铜是白色粉末，不溶于水、乙醇、硫酸，在空气中迅速被氧化成绿色。某实验小组设

计如下装置，用二氧化硫、硫酸铜和氯化钠制备氯化亚铜。

(1)装置A是制备二氧化硫的装置，A中反应方程式是,反应不选用稀

硫酸的原因是。

(2)装置B的作用是O

(3)装置C中主要发生了两个反应，通入二氧化硫前，CUSO4与NaCl在溶液中反应生成

Na2[CuCI4]和Na2SO4混合溶液，反应的离子方程式为：将SCh通入上述

溶液中，Na2[CuCl4]转化为CuCI沉淀和茶褐色的NaH[CuCb]溶液，反应中的还原产物为

（4）在无氧的条件下，向三颈烧瓶中加水稀释，NaH[CuCb]会完全水解转化为CUCl沉淀，

完全沉淀的实验现象为,请用化学平衡移动原理解释转化的

原因«

（5）完全反应后，倾出清液，抽滤出沉淀，沉淀依次用水、无水乙醇洗涤多次，干燥得白

色粉末固体，用无水乙醵洗涤的目的是。

（6）以碳棒为电极电解CUCI2溶液也可得到CUC1。写出电解CUCl2溶液后的阴极上发生的

反应为—，生成ImolCUCL阳极上生成物的物质的量为。

【答案】（1）Na2S03+H2S04（浓）==Na2SO4+SO2↑+H2O二氧化硫易溶于水，稀硫酸不利

2+2

于二氧化硫的逸出（2）做安全瓶，防倒吸（3）Cu+4CI-[CuCl4]-CuCl和NaH[CuCl3]

（4）溶液由茶褐色变为无色稀释时生成物浓度减小大丁•反应物，平衡正向移动（5）加快

去除CUCl表面水，分防止CUCl氧化（6）CU2++Cl+e^^=CuCl10.5mol

【解析】（1）亚硫酸钠与浓硫酸反应生成二氧化硫气体,反应的化学方程式为:Na2SO3+H2Sθ4

（浓）=Na2Sθ4+SO2↑+H2O;因为二氧化硫易溶于水，如果用稀硫酸制备二氧化硫，不利于

二氧化硫的逸出；（2）装置B为空载仪器，可以防止二氧化硫易溶于水而产生倒吸；（3）

由题意可知,通入二氧化硫前,CuSC‰与NaCl在溶液中反应生成络合物Na2[CuCl4∣和Na2SO4

2+2

混合溶液，反应的离子方程式为：Cu+4C1=[CuCl4]：Na2[CuCL1]中铜元素为+2价，CuCI

和NaH[CuCb]中铜元素化合价均为+1价，将SCh通入上述溶液中，Na2[CuCL]转化为CUCl

沉淀和茶褐色的NaH[CuCbJ溶液，说明Na2[CuCR∣被二氧化硫还原为CuCI和NaH[CuCl3];

（4）NaHQuCb]加水水解的方程式为：NaH[CuQ3]+H2O=NaCl+HCl+Cu（R,为防止CuCl

被氧化，应该在无氧环境中进行反应，完全反应后茶褐色的NaHQuCb]溶液转化为无色的

NaCl和HCl混合液；由方程式可知，稀释时生成物浓度减小大于反应物，平衡正向移动；

（5）因乙醇沸点低，易挥发，用乙醇洗涤，可快速除去固体表面的水分，防止CUCl氧化;

（6）电解池中阴极发生还原反应，元素化合价降低，CUeI2中CU是+2价，CUCI中CU是

+1价，所以阴极上发生的反应是Cu2++CΓ+e=CUCIL阳极上CI放电被氧化生成氯气，

电极反应式为2CI—2e=Cbb由得失电子数目守恒可知，生成ImolCUCl,阳极上生成Cb

的物质的量为0∙5mol0

例3、利用铝锂钻废料（主要成分为Cθ3θ4,还含有少量铝箔、LieOO2等杂质）制备COO的

工艺流程如下图所示:

铝锂钻NaOH溶液、.去.∏^口…小Na：C°，.赋厂①…TGNag`

废料-------->子∣→钻渣一►子卜►滤液②调节PHb§>T^J液⑼询-

漉液①酸溶渣滤渣①

T沉碳酸钻1滤渣⅞>⅛"""P'>国腰钻∣→CoC,O,.2H∙0→∣~⅜⅞^→CoO

注液④滤液⑤

表1不同浸出剂“酸溶”结果

浸出液化学成分/(g∙L-∣)钻浸出

浸出剂

CoAl率/%

(a)HCl80.845.6898.4

(l>)H2SO4+Na2S2O384.915.9698.0

已知：L

ILAl(OH)3在PH为5.2沉淀完全。

IILLiF的KSP为1.8×1O-3

请回答下列问题：

(I)“碱溶”时为提高浸出率可采取的措施是(写一种即可)，并写出主要的离

子反应方程式；

(2)“酸溶”时最佳的浸出剂应选择,并说明理由。

(3)“酸溶”后，滤液②中加入Na2CO3溶液调节PH为4〜6目的是。

(4)“净化”时加NaF目的是沉淀Li+,当滤液③中C(F)=4.0XKy3mol∙U时计算净化后残

余c(Li+)=mol∙L^l

(5)写出滤渣②酸溶后与草酸镂反应的离子反应方程式。

【答案】(1)搅拌(答案合理即可)2A1+2OH+2H2O=2A1O2-+3H2T

(2)H2SO4+Na2S2O3两种浸出剂对钻的浸出率差别不大，但是HCl与Co3O4会发生反应

产生CL，宜接排放会污染空气，不符合绿色化学思想。

(3)除去滤液②中残留的Al3+

(4)0.45

(5)C02++C2O42+2H2O=C0C2O4∙2H2OJ,

【解析】(I)“碱溶”时主要是铝箔与氢氧化钠溶液反应，其离子反应方程式为：

2A1+2OH+2H2O=2A1O<+3H2↑

(2)从钻浸出率数据来看，选择浸出剂HCl显然效果最好，但是其与Cθ3(‰会发生反应

+2+

Co3θ4+2Cl-+8H=3Co+C∣2↑+4H2θ,其氧化产物Ch直接排放会污染空气，不符合绿色化学

思想。因此结合浸出率和绿色化学综合考量，选择“H2Sθ4+Na2S2θ/作为浸出剂。

(3)结合浸出液化学成分及信息AI(C)H)3在PH为5.2沉淀完全同时抓住调节PH为4~6

可知目的是为了除去滤液②中残留的AP+o

(4)c(Li+)=Ksp(LiF)∕c(F>1.8×103∕4.0×10⅛olLlɪO.45mol∙L^l

(5)滤渣②酸溶后钻元素以Co?+形式存在，所以离子反应方程式为：

Co2++C2O42+2H2O=CoC2O4∙2H2OJ,

易错题通关

1.武当山金殿是铜铸鎏金大殿。传统鎏金工艺是将金溶于汞中制成“金汞漆”，涂在器物表

面，然后加火除汞，使金附着在器物表面。下列说法错误的是

A.鎏金工艺利用了汞的挥发性B.鎏金工艺中金发生了化学反应

C.鎏金工艺的原理可用于金的富集D.用电化学方法也可实现铜上覆金

2.北京冬奥会备受世界瞩目。下列说法错误的是

A.冰壶主材料花岗岩属于无机非金属材料

B.火炬“飞扬”使用的碳纤维属于有机高分子材料

C.冬奥会“同心”金属奖牌属于合金材料

D.短道速滑服使用的超高分子量聚乙烯属于有机高分子材料

3.《本草图经》有“白研多入药用白研［KAI(SO4)2∙i2H2O］又称明矶、钾明矶等，是一种重

要的化学试剂。下列说法正确的是

A.白帆可用于自来水杀菌消毒

B.白矶溶液中n(K+)：n(AP+)=l:1

C.白帆溶液可清洗铜镜表面铜锈

D.灼烧白帆时可直接观察焰色呈紫色

4.下列说法错误的是

A.纯铁比生铁易生锈B.臭氧可用于自来水消毒

C.酚醛树脂可用作绝缘、隔热材料D.高纯硅可用于制芯片

5.中华文明源远流长，在世界文明中独树一帜，汉字居功至伟。随着时代发展，汉字被不

断赋予新的文化内涵，其载体也发生相应变化。下列汉字载体主要由合金材料制成的是

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